沉淀溶解平衡34875實用教案

1、【考綱要求(yoqi)】1.了解難溶物在水中的溶解情況，認(rèn)識沉淀溶解平衡的建立過程2.理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則(guz)判斷沉淀的產(chǎn)生、溶解3.了解沉淀溶解平衡在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用第1頁/共33頁第一頁，共34頁。不規(guī)則不規(guī)則(guz) (guz) 規(guī)則規(guī)則(guz)(guz)懸掛在飽和CuSO4溶液中固體質(zhì)量固體質(zhì)量(zhling)沒沒有改變有改變一晝夜一晝夜(zhuy)后后 可溶可溶電解質(zhì)電解質(zhì)飽和飽和溶液中存在溶解平衡溶液中存在溶解平衡 20時時,電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系:第2頁/共33頁第二頁，共34頁。一、沉淀一、沉淀(c

2、hndin)溶解平衡溶解平衡逆、動、等、定、變逆、動、等、定、變 一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解(rngji)的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質(zhì)的飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解(rngji)平衡 。 MmAn (s) mMn(aq) nAm-(aq) PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq) 第3頁/共33頁第三頁，共34頁。4 4影響溶解影響溶解(rngji)(rngji)平衡的平衡的因素：因素：1.內(nèi)因(niyn)：2.外因：難溶電解質(zhì)本身(bnshn)的性質(zhì)溫度：濃度：溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解方向移動。稀釋：同離子效應(yīng)：向溶解方向移動加入相同的離子，向

3、生成沉淀的方向移動第4頁/共33頁第四頁，共34頁。思考：對于平衡思考：對于平衡(pnghng) AgCl Ag+Cl- 若改變條件，對其有何影響若改變條件，對其有何影響?改變條件改變條件平衡移動方向平衡移動方向c(Ag+ )c(Cl-)升升 溫溫加加AgCl（s）加加NaCl（s）加加NaI（s）加加AgNO3(s)加加NH3H2O 不移動不移動(ydng) 不變不變 不變不變 第5頁/共33頁第五頁，共34頁。二、溶度積常數(shù)(chngsh) (Ksp )：用于描述難溶電解質(zhì)在水中的沉淀(chndin)溶解平衡的平衡常數(shù)。Ksp反映(fnyng)了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力；陰離子和陽離子個

4、數(shù)比相同的物質(zhì)， Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。1、定義：2、符號：3、意義：4、影響因素：只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)。與溶液濃度無關(guān)。第6頁/共33頁第六頁，共34頁。一般難溶電解質(zhì)： AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq) 5、表示(biosh)方法：Ksp = cm(An+)cn(Bm-)反饋與應(yīng)用反饋與應(yīng)用寫出難溶物BaSO4、Ag2CrO4、Fe(OH)3在水中的沉淀溶解(rngji)平衡的關(guān)系式和溶度積表達(dá)式。 第7頁/共33頁第七頁，共34頁。幾種難熔電解質(zhì)在25時的溶解(rngji)平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- K

5、sp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.810-10mol2L-2AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 5.010-13mol2L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= c(Ag+)c(I-) = 8.310-17mol2L-2相同(xin tn)類型(如AB型)的難溶電解質(zhì)的Ksp越小，溶解度越小，越難溶。如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI)溶解度:AgCl AgBr AgI Ksp反映(fnyng)了難溶電解質(zhì)在水中的溶解性6、Ksp的應(yīng)用：第8頁/共33頁第八頁，共34頁。溶度積規(guī)則(guz)通過比較溶度積通過

6、比較溶度積Ksp與溶液中有關(guān)離子與溶液中有關(guān)離子Qc的相對大小，的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件(tiojin)下沉淀能否下沉淀能否生成或溶解。生成或溶解。 Qc Ksp時時,過飽和溶液過飽和溶液(bo h rn y)，沉淀生成。沉淀生成。 Qc Ksp時時,飽和溶液，沉淀溶解平衡狀態(tài)。飽和溶液，沉淀溶解平衡狀態(tài)。Qc 610-10第12頁/共33頁第十二頁，共34頁。第13頁/共33頁第十三頁，共34頁。現(xiàn)象現(xiàn)象解釋解釋誤食可溶性鋇鹽，誤食可溶性鋇鹽，用用Na2SO4洗胃洗胃用用NaOH除食鹽水除食鹽水中中Mg2+調(diào)調(diào)pH除去除去Cu2+中中Fe3+硫酸鋇

7、Ksp小，硫酸根將有毒的鋇離子(lz)轉(zhuǎn)化成難溶無毒的硫酸鋇而解毒。升高pH，水解平衡右移(yu y)，Ksp小的氫氧化鐵優(yōu)先析出Mg(OH)2Ksp小，易形成(xngchng)沉淀析出第14頁/共33頁第十四頁，共34頁。1沉淀(chndin)的生成原理：若Qc大于Ksp，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡(pnghng)向左移動，就會生成沉淀。常見的方法有：(1)調(diào)節(jié)溶液的pH法：使雜質(zhì)(zzh)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)(zzh)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至78，離子方程式為Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4+(2)沉淀劑法如用H2S沉淀Cu2+,離子方程式H

8、2S+Cu2+ CuS+2H+注意：一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于注意：一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 mol/L時，沉淀已經(jīng)完全。時，沉淀已經(jīng)完全。第15頁/共33頁第十五頁，共34頁。已知數(shù)據(jù)(shj)氫氧化銅Ksp=2.210-20 氫氧化鐵Ksp=2.810-39 開始沉淀時開始沉淀時pH完全沉淀時完全沉淀時pHFe(OH)32.73.7Cu(OH)25.26.41)能結(jié)合H+，提高pH;2)不會引入雜質(zhì)(zzh)；3)分離方便疑問(ywn)：在除去Cu2+中Fe3+時為什么要加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3?第16頁/共33頁第十六頁，共34頁。(1)酸溶

9、解(rngji)法 如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式CaCO3+2H+ Ca2+H2O+CO22.沉淀(chndin)的溶解(3)氧化(ynghu)還原溶解法 如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。(2)鹽溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為(4)配位溶解法如AgCl、Cu(OH)2可溶解在氨水中生成銀氨溶液和銅氨溶液等更穩(wěn)定配離子 Mg(OH)2+2NH Mg2+2NH3H2O4AgCl+2NH3H2O Ag(NH3)2+Cl-+2H2OCu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH- 第17頁/共33頁第十七頁，共34頁。 (1)實質(zhì): 的移動(ydng

10、)(沉淀的溶解度差別 ,越容易轉(zhuǎn)化)。 (2)應(yīng)用:鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。3.沉淀(chndin)的轉(zhuǎn)化沉淀溶解(rngji)平衡越大a.一般說來,溶解能力相對較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。 例如:AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr (淺黃色沉淀) AgI(黃色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)。NaClNaClNaBrNaBrNaINaINaNa2 2S S第18頁/共33頁第十八頁，共34頁。b.鋇化合物的制備鋇化合物的制備 重晶石重晶石(主要成分是主要成分是BaSO4)是制備鋇化合物的重是制備鋇化合物的重要原料要原料,但但BaSO4不溶于酸不溶于酸,若用飽和若用飽和Na2

11、CO3溶液溶液(rngy)處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。u 在飽和的在飽和的Na2CO3溶液中，溶液中，c(CO32-)較大，較大，BaSO4溶解溶解(rngji)在水中的在水中的Ba2能能CO32-與結(jié)合形成沉淀。與結(jié)合形成沉淀。u 待達(dá)到平衡后，移走上層溶液待達(dá)到平衡后，移走上層溶液u 再加入飽和溶液，重復(fù)處理多次即可使大部分再加入飽和溶液，重復(fù)處理多次即可使大部分BaSO4轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為BaCO3 。u 加入鹽酸，加入鹽酸， Ba2即轉(zhuǎn)入到溶液中。即轉(zhuǎn)入到溶液中。如何如何(rh)使重晶石中的使重晶石中的Ba2進(jìn)入到溶液中進(jìn)入到溶液中第19頁/共33頁第十九頁，

12、共34頁。 c.鍋爐除水垢鍋爐除水垢 除水垢除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq) 其反應(yīng)其反應(yīng)(fnyng)如下如下: CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4, CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O。鹽酸(yn (yn sun)sun)Na2CO3第20頁/共33頁第二十頁，共34頁。羥基羥基(qingj)(qingj)磷灰石磷灰石問題問題(wnt)(wnt)解決解決糖發(fā)酵(f jio)有機(jī)酸H+溶解平衡右移為什么吃糖多了可能壞牙？氟化物牙膏治齲齒的化學(xué)原理是什么？第21頁/共33頁第二十一頁，共34頁。羥基羥基(qingj)(qingj)磷灰石磷

13、灰石氟磷灰石氟磷灰石氟磷灰石比羥基氟磷灰石比羥基(qingj)(qingj)磷灰石更難溶。磷灰石更難溶。健康小貼士：健康小貼士： 氟過量會導(dǎo)致氟斑牙，因此氟過量會導(dǎo)致氟斑牙，因此(ync)(ync)，生活在水中，生活在水中含氟量較高地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏。含氟量較高地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏。第22頁/共33頁第二十二頁，共34頁。溶度積的應(yīng)用溶度積的應(yīng)用(yngyng)(yngyng) 例1. 已知室溫(sh wn)下PbI2的溶度積為7.110-9，在c(I-)=0.1molL-1的溶液中, Pb2+的濃度最大可達(dá)到多少?Ksp c (Pb2+) c2(I-)（1 1）已知溶度積求離子

14、）已知溶度積求離子(lz)(lz)濃度：濃度：PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq)解：解：c (Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.110-9/0.12 =7.110-7molL-1即：該溶液里允許Pb2+的最大濃度為7.110-7molL-1第23頁/共33頁第二十三頁，共34頁。例2. 已知 298K 時gCl 的 Ksp = 1.8 10-10， 求其溶解度S（2 2）已知溶度積求溶解度：）已知溶度積求溶解度：解：解：Ksp = c(Ag+) . c(Cl-)AgCl(s) Ag+ (aq)+ Cl- (aq)設(shè)AgCl的溶解度為S，在1L飽和溶液(bo h r

15、n y)中， c(Ag +) = X，c(Cl-) = XKsp= c(Ag +) c(Cl-)= X 2 = 1.810-10cAgCl= c(Ag + ) =1.3410-4molL-1S AgCl= 1.34 10-4molL-1 1L 143.5gmol-1 100g 1000g = 1.9 10-4g第24頁/共33頁第二十四頁，共34頁。例3. 已知AgCl 298 K 時在水中溶解度為 1.9210-4g，計算(j sun)其Ksp。解：解：M(AgCl) = 143.5 g mol-1 n(AgCl)=1.9210-4g 1000g 100g 143.5 g mol-1 = 1

16、.34 10-5 mol c(AgCl)= 1.34 10-5 mol/1L= 1.34 10-5 molL-1 Ksp=c(Ag+) c(Cl-) = (1.34 10-5 )2 = 1.810-10（3 3）已知溶解度求溶度積）已知溶解度求溶度積第25頁/共33頁第二十五頁，共34頁。例4. 已知298K時， MgCO3的 Ksp = 6.8210-6，溶液(rngy)中c(Mg2+)=0.0001molL-1，c(CO32-) = 0.0001molL-1，此時Mg2+和CO32-能否共存？（4 4）利用溶度積判斷）利用溶度積判斷(pndun)(pndun)離離子共存：子共存：解：解：c

17、(Mg2+) . c(CO32-) = (0.0001)2 =110-8MgCO3(s) Mg2+ (aq)+ CO32- (aq) 110-8 6.8210-6所以所以(suy)，此時，此時Mg2+和和CO32-能能共存共存第26頁/共33頁第二十六頁，共34頁。1.1.下列下列(xili)(xili)說法正確的是說法正確的是 ( )( ) A. A.難溶電解質(zhì)的溶度積難溶電解質(zhì)的溶度積KspKsp越小越小, ,則它的溶解度則它的溶解度 越小越小 B. B.任何難溶物在水中都存在沉淀溶解平衡任何難溶物在水中都存在沉淀溶解平衡, ,溶解度溶解度 大小都可以用大小都可以用KspKsp表示表示 C

18、. C.溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)KspKsp與溫度有關(guān)與溫度有關(guān), ,溫度越高溫度越高, ,溶度積溶度積 越大越大 D. D.升高溫度升高溫度, ,某沉淀溶解平衡逆向移動某沉淀溶解平衡逆向移動, ,說明它的說明它的 溶 解 度 是 減 小 的溶 解 度 是 減 小 的 , K s p, K s p 也 變 小也 變 小 D D第27頁/共33頁第二十七頁，共34頁。2.2.室溫時室溫時,CaCO3,CaCO3在水在水 中的溶解平衡曲線如圖所示中的溶解平衡曲線如圖所示, ,已已 知知:25:25其溶度積為其溶度積為2.82.810-9,10-9, 下列說法不正確的是下列說法不正確的是 ( ) ( )

19、 A.x A.x數(shù)值為數(shù)值為2 210-510-5 B.c B.c點(diǎn)時有碳酸鈣沉淀生成點(diǎn)時有碳酸鈣沉淀生成 C. C.加入蒸餾水可使溶液由加入蒸餾水可使溶液由d d點(diǎn)變到點(diǎn)變到a a點(diǎn)點(diǎn) D.b D.b點(diǎn)與點(diǎn)與d d點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)對應(yīng)(duyng)(duyng)的溶度積相等的溶度積相等C C第28頁/共33頁第二十八頁，共34頁。3. (20083. (2008山東理綜山東理綜,15),15)某某 溫度時溫度時,BaSO4,BaSO4在水中的沉淀溶解平在水中的沉淀溶解平 衡曲線衡曲線(qxin)(qxin)如圖所示。下列說法正確的如圖所示。下列說法正確的 是是 ( ) ( ) 提示提示 BaSO4(

20、s) Ba2+(aq)+SO (aq) BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO (aq) 的平衡常數(shù)的平衡常數(shù)Ksp=c(Ba2+)c(SO ),Ksp=c(Ba2+)c(SO ),稱稱 為溶度積常數(shù)。為溶度積常數(shù)。 A. A.加入加入Na2SO4Na2SO4可以使溶液由可以使溶液由a a點(diǎn)變到點(diǎn)變到b b點(diǎn)點(diǎn) B. B.通過蒸發(fā)可以使溶液由通過蒸發(fā)可以使溶液由d d點(diǎn)變到點(diǎn)變到c c點(diǎn)點(diǎn) C.d C.d點(diǎn)無點(diǎn)無BaSO4BaSO4沉淀生成沉淀生成 D.a D.a點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)對應(yīng)的KspKsp大于大于c c點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)對應(yīng)的KspKsp2424C C第29頁/共33頁第二十九頁，共34頁。4.C

21、u(OH)24.Cu(OH)2在水溶液中存在著如下沉淀在水溶液中存在著如下沉淀(chndin)(chndin)溶解溶解平衡平衡: : Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq), Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常溫下在常溫下 Ksp=2 Ksp=210-2010-20。在常溫下如果要生成。在常溫下如果要生成Cu(OH)2Cu(OH)2沉淀沉淀(chndin),(chndin), 需要向需要向0.02 mol/L0.02 mol/L的的CuSO4CuSO4溶液中加入堿來調(diào)整溶溶液中加入堿來調(diào)整溶 液的液的pH,pH,應(yīng)使溶液的應(yīng)使溶液的pHpH大于大于

22、 ( ) ( ) A.2 B.3 C.4 D.5 A.2 B.3 C.4 D.5 D D第30頁/共33頁第三十頁，共34頁。5.5.下表是五種銀鹽的溶度積常數(shù)下表是五種銀鹽的溶度積常數(shù)(25):(25): 下列說法不正確的是下列說法不正確的是 ( ) ( ) A. A.五種物質(zhì)五種物質(zhì)(wzh)(wzh)在常溫下溶解度最大的是在常溫下溶解度最大的是Ag2SO4Ag2SO4 B. B.將氯化銀溶解于水后將氯化銀溶解于水后, ,向其中加入向其中加入Na2S,Na2S,則可以則可以 生成黑色沉淀生成黑色沉淀 C. C.氯化銀、溴化銀和碘化銀三種物質(zhì)氯化銀、溴化銀和碘化銀三種物質(zhì)(wzh)(wzh)在常溫在常溫下的下的 溶解度逐漸增大溶解度逐漸增大 D. D.沉淀溶解平衡的建立是有條件的沉淀溶解平衡的建立是有條件的, ,外界條件改變外界條件改變 時時, ,平衡也會發(fā)生移動平衡也會發(fā)生移動化學(xué)式化學(xué)式AgClAgClAgAg2 2SOSO4 4AgAg2 2S SAgBrAgBrAgIAgI溶度積溶度